Takungan pam digunakan secara meluas untuk pelbagai aplikasi seperti pengairan, menara penyejukan elektrik dan bekalan air dan lain-lain. Meningkatkan prestasi dalam takungan pam diperlukan untuk memanjangkan jangka hayat pam kerana kos penyelenggaraan yang tinggi, getaran dan penghakisan pada bilah pam terjejas oleh aliran tidak sekata, pemerangkapan udara, pra pusaran dan vorteks. Kajian ini bertujuan untuk mengkaji pemodelan fizikal dan dinamik komersial pengiraan bendalir (CFD) sebagai alat pengoptimuman reka bentuk untuk bah pam. ciri-ciri aliran yang tidak boleh diterima misalnya adalah vorteks bebas permukaan dan sub sub-permukaan vorteks dan pusaran dalam pam bah model fizikal dikenal pasti dalam ujian pemodelan fizikal. Berdasarkan kebimbangan dinyatakan, kaedah mitigasi mengambil kira dalam usaha untuk meningkatkan prestasi hidraulik dalam bah pam. Dinding blok penampan telah dicadangkan dalam reasearch ini. Model simulasi pengambilan bah telah dibangunkan dan disahkan perisian simulasi berangka oleh perisian FLUENT ™ 6.2. Kajian eksperimen dan numerik dalam model hidraulik menyiasat ciri-ciri aliran di bah pam. model ini mempunyai empat pam (7.91 L/s untuk semua pam) dengan jumlah kseluruhan adalah 12 kes kajian dianalisis dan ditentukan. Nilai paras air yang berbeza (1.8 m, 0.2 m, dan 0.30 m) dan kadar aliran pam (15L/s, 20L/s, dan 25L/s) telah dijalankan. Ukuran halaju pada keratan rentas perbahagi diperolehi oleh Acoustic Doppler Velocimeter (ADV), kadar aliran pam diukur oleh aliran meter (Dyna Handheld Transit Time Ultrasonic Flow Meters) dan pengambilan sudut pusaran dalam sedutan diukur oleh vortimeter. Penggunaan blok penampan dinding memberikan keputusan yang sangat baik kerana ia memberi aliran yang lebih baik dalam takungan. Pembentukan vorteks pada permukaan dikurangkan di antara Jenis 4-5 untuk vorteks permukaan kepada Jenis 1-2 berbanding pengunaan dinding fillet dan lantai splitter. Tambahan pula, sudut pusaran untuk dinding blok penampan dikurangkan dari 12.4˚ kepada 2.8˚ berbanding tanpa dinding blok penampan. Kesilapan relatif antara eksperimen dan CFD menunjukkan keputusan yang boleh diterima dengan nilai yang lebih tinggi untuk Kes 3 adalah 20.3%, Kes 6 ialah 13.1%, dan kes 9 adalah 11.8%. Oleh itu, keputusan dianggap boleh diterima dalam lingkungan kurang daripada 30%. Dengan ini, bermakna CFD boleh digunakan sebagai alat untuk meramal, mereka bentuk dan menganalisis untuk kes pergolakan. Sebahagian daripada objektif dalam penyelidikan ini adalah untuk mencadangkan pengubahsuaian bagi mengurangkan atau menghapuskan aliran tidak boleh diterima, hasilnya penampan blok dinding menunjukkan kesan baik seperti pengubahsuaian lain. _______________________________________________________________________
Pump sump are widely used for various applications like irrigation, electric cooling tower and water supply. Improving performance in sump is needed to prolong the lifespan of a pump due to high maintenance costs, vibration and cavitation that affected by uneven flow, air entrainment, pre swirl and vortices. This research aims to study of the physical modelling and a commercial computational fluid dynamic (CFD) as a design optimization tool for pump sump. Unacceptable flow characteristics for instance are free surface vortex and sub subsurface vortex and swirl in the pump sump physical model are identified in physical modelling tests. Based on the concerns stated, the method of mitigation are taking into consideration in order to improve the hydraulic performance in pump sump. The block buffer wall was proposed in this reasearch. A simulation model of sump intake have been developed and validated the numerical simulation software by FLUENT ™ 6.2 software. Experimental and numerical study of hydraulic model investigates the flow characteristics in the pump sump. The model features four pumps (7.91 L/s for all pumps) with a total of 12 cases of study were analyzed and determined. Different values of water level (1.8m, 0.2m, and 0.30m) and pump flow rate (15L/s, 20L/s, and 25L/s) were conducted. Velocity measurements at the dividing cross section were obtained by an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV), pump flow rate by flow meter (Dyna Handheld Transit Time Ultrasonic Flow Meters) and swirl angle in the suction intakes were measured by a vortimeter. The application of block buffer wall show an excellent feedback as it gave a better flow distribution in the sump. The formation on surface vortex are reduced from in range Type 4 to 5 to surface vortex in range Type 1 to 2 compared to wall fillet and floor splitter used. Furthermore, swirl angle for block buffer wall are reduced from12.4 ˚ to 2.8˚ compared to without block buffer wall. The relative error between experimental and CFD showed acceptable results with the higher value for case 3 is 20.3%, Case 6 is 13.1%, and Case 9 is 11.8%. Therefore the results considered acceptable in range less than 30%. Hence, this means CFD can be used as tool for predicting, designing and analysing for turbulence case. As parts of the objective in this reasearch was to propose modifications to reduce or eliminate the flow unacceptable, buffer block wall showing good effect as other modifications.
Physical hydraulics model and computational fluid dynamics of Sg. Belibis pump sump_Muhammad Khairi Wahab_A9_2017_MYMY